Физические свойства молока

Характеристика микрофлоры молока. Пути снижения бактериальной обсемененности молока.

Физико-химические и биологические свойства молока являются основными показателями стандартизации молока и молочных продуктов.

Физико-химические свойства молока обуславливаются концентрацией и степенью дисперсности его составных компонентов. Их можно разделить на свойства, на которые существенно влияют частицы всех дисперсных фаз и свойства, зависящие от истинно растворимых составных компонентов молока. Дисперсные фазы молока влияют на плотность, кислотность, окислительно-восстановительный потенциал. Вязкость и поверхностное натяжение определяются составными компонентами молока, находящихся в эмульгированном и коллоидном состояниях. Составные компоненты молока в виде молекулярной и ионной дисперсии обуславливают осмотическое давление, электропроводность, температуру замерзания.

Физико-химические свойства все больше используются для оценки качества молока. Знание этих величин необходимо для создания современного оборудования, приборов для контроля состава и свойств молока.

Плотность – это отношение массы вещества (в данном случае имеем в виду молока при 20° С) к занимаемому им объему г/см³.

Вязкость – это свойство среды оказывать сопротивление относительному смещению ее слоев. За единицу изменения динамической вязкости в Международной системе единиц принята паскаль-секунда секунда (Па/с).

Вязкость молока можно представить как сумму вязкости воды и приращений вязкости от дисперсной фазы (белки, жиры углеводы) и структурных связей. Структурная составляющая вязкости исчезает при температуре более 34°С в связи с плавлением молочного жира и интенсивным тепловым движением самих элементов структуры. На вязкость молока влияют эмульгированные и коллоидно растворимые частицы, в частности, жира, казеина, а также наличие агломератов жировых шариков, состояния казеина (гидратация, величина мицелл), сывороточных белков, режим и способ обработки молока. Вязкость гомогенизированного молока выше, чем негомогенизированного. Это обусловлено увеличением общей площади поверхности жировой фазы и адсорбцией белков на оболочках жировых шариков.

В среднем при 20°С вязкость сыворотки составляет 0,0012 Па/с, обезжиренного молока – 0,0015, цельного молока – 0,0018. Вязкость цельного молока может изменяться от 0,0013 до 0,0022 Па ^. с. Вязкость молока зависит от температуры. При 5°С – 2,96 ^. 10³; 15°С – 2,1; 20°С – 1,79; 30°С – 1,33; 40°С – 1,04; 50°С – 0,85; 60°С – 0,71; 70°С – 0,62 ^. 10³

Показатель преломления света – это изменение его направления при прохождении через границу раздела двух сред. Показатель преломления характеризуется отношением синуса угла падения светового луча к синусу угла преломления светового луча. Его величина зависит от температуры среды и длины волны.

Показатель преломления воды равен 1,33299, коровьего молока – 1,3440-1,3485, сыворотки – 1,34199-1,34275.

Связь между содержанием отдельных компонентов сухих веществ молока и показателем преломления аддитивная. В среднем приращение коэффициента преломления при увеличении массовой доли отдельных компонентов сухих веществ молока на 1% составляет: для казеинат-кальцийфосфатного комплекса – 0,00207; для сывороточных белков – 0,00187; для лактозы – 0,0014.

На основании разности показателя преломления луча света, проходящего через молоко, разработаны методы определения белка, жира, минеральных веществ.

Осмотическое давление и температура замерзания. Осмотическое давление – это избыточное гидростатическое давление молока, препятствующее диффузии воды через полупроницаемую перегородку (мембрану).

Температура замерзания – это температура, при которой молоко переходит из жидкого состояния в твердое или наоборот.

Обе характеристики взаимосвязаны и зависят в основном от концентрации лактозы и растворенных солей. На осмотическое давление и температуру замерзания оказывают влияние лишь вещества, находящиеся в молоке в виде истинного раствора, другие вещества, например жир, не влияют на эти характеристики. Не влияет на них и белок вследствие низкой молярной концентрации (молярная концентрация белка в молоке в 250 раз ниже молярной концентрации лактозы).

Температура замерзания молока с нормальным химическим составом постоянна и в среднем равна -0,55°С. Отклонение этой величины возможно при изменении химического состава молока (-0,525 – -0,565)

Температура замерзания существенно зависит от кислотности молока. При повышении кислотности из каждой молекулы молочного сахара получается 4 молекулы молочной кислоты, т.е. молярная концентрация раствора повышается, что приводит к снижению его замерзания. Понижение кислотности молока путем внесения в него химических реагентов не изменяет температуру его замерзания, так как концентрация электролитов при этом не изменяется.

Молозиво имеет точку замерзания от -0,570 до -0,580. При заболевании коров точка замерзания 0,8-0,9°С Точка кипения 100,2-100,5°С.

Заметно повышается температура замерзания молока при разбавлении его водой. В среднем при добавлении в молоко 1% воды температура замерзания изменяется на 0,005 °С. В некоторой степени температура замерзания молока зависит от применяемой технологии. Это обусловлено как изменением солевого состава молока при его пастеризации, так и попаданием в него воды, остающейся на поверхности технологического оборудования и тары после мойки.

При правильном ведении процессов пастеризации молока и мойки оборудования влияние технологической обработки молока на температуру его замерзания не велико (предел колебаний составляет около 0,001-0,005°С)

Четкая корреляция между содержанием основных компонентов молока и температурой замерзания в настоящее время не установлена.

Сезонные изменения температуры замерзания молока связаны в основном с кормовым рационом. При низком содержании легкоусвояемых углеводов в корме температура замерзания молока повышается, то ж е наблюдается при недостаточном или обильном кормлении коров зерновыми культурами. Температура замерзания молока повышается при увеличении температуры воздуха в помещении, где содержат коров, и снижается при ее уменьшении. Температура замерзания молока зависит также от породы коров, состояния пастбищ и других факторов, влияющих на химический состав молока.

Поверхностное натяжение молока на границе соприкосновения с воздухом обусловлено тем, что молекулы, находящиеся на границе раздела двух фаз газ-жидкость, испытывают притяжение со стороны жидкости и очень малое притяжение со стороны газовой фазы. Единицей измерения поверхностного натяжения в Международной системе единиц является ньютон на метр (Н/м^-1). Поверхностное натяжение воды при 20°С равно 0,0727 Н/м^-1, молока – 0,0439 Н/м^-1. Более низкое поверхностное натяжение молока объясняется наличия в нем таких поверхностно-активных веществ, как белки и фосфолипиды. Поверхностное натяжение молока непостоянно и, оно зависит прежде всего от химического состава молока, его температуры, продолжительности хранения и ряда других факторов. Поверхностное натяжение свежевыдоенного молока несколько больше, чем после его хранения. Это объясняется изменением коллоидного состояния белков. Поверхностное натяжение имеет большое значение. В частности, концентрирование липопротеидов вокруг жировых шариков и их прочная связь с жиром затрудняет образование структуры масла. Пенообразование в аппаратах при сушке, сгущении молока и других технологических процессах в какой-то степени обусловлено поверхностными явлениями.

Температуропроводность определяет скорость изменения (выравнивания) температуры продукта в нестационарных процессах. Чем выше значение температуропроводности, тем быстрее происходит нагревание или охлаждение продукта.

Электрические свойства. Молоко обладает способностью проводить электричество. Электрическая проводимость молока обусловлена в основном концентрацией и активностью ионов водорода, калия, натрия, кальция, магния, хлора и др. Молекулы молочного сахара не распадаются на ионы и не проводят электрический ток. Частицы казеина и других белков молока

имеют электрический заряд, поэтому должны были бы проводить электрический ток. Однако из-за больших размеров частицы белка обладают незначительной подвижностью, следовательно, электрическая проводимость понижается. Жировые шарики препятствуют движению ионов, поэтому электрическая проводимость молока с увеличением жира уменьшается. Проводимость цельного молока ниже, чем обезжиренного, примерно на 10%.

Минеральные соли способствуют электропроводимости молока. Электрическая проводимость молока изменяется в течение лактации. Молозиво имеет низкую проводимость. В конце лактации – повышается. С повышением температуры молока электрическая проводимость повышается.

Плотность – в Международной системе единиц (СИ) за единицу плотности принят килограмм на кубический метр (кг/м³ или г/см³). Плотность молока зависит от плотности его компонентов (табл.) и изменяется от 1015 до 1033 кг/см³. Белки, углеводы и минеральные вещества повышают, а жир понижает плотность молока.

Плотность обезжиренного молока выше плотности цельного молока и равна 1033-1038. Плотность молока изменяется под влиянием многих факторов: лактационного периода, породы коров, состояния здоровья. В первые дни после отела молоко (молозиво) характеризуется высоким содержанием белковых веществ, вследствие чего плотность его достигает 1040. Плотность молока, определенная сразу после доения, ниже плотности остывшего молока на 0,8-1,5 кг/м³. Это объясняется удалением растворенных в молоке газов. При попадании в молоко воды плотность его понижается примерно на 2,5-3°А на каждые 10% добавления воды. Истинную плотность обозначают буквой Д и пишется 1,030, 1,027. Иногда обозначают плотность молока в градусах ареометра (°А), что соответствует сотым и тысячным долям истинной плотности, соответственно нашему примеру будет 30, 27 градусов ареометра.

Так плотность воды при 4°С и 760 мм рт.столба составляет 1,000000 г/мл. Так как объем жидкости изменяется уже при незначительных колебаниях температуры, то плотность молока зависит от температуры, и она всегда приводится к 20°С. Плотность молока определяют при температуре в пределах от 15°С до 25°С. Если температура выше или ниже 20°, то вводят поправку на температуру, для чего пользуются следующими расчетами. На каждый градус отклонения от температуры 20°С берут поправку +0,2° ареометра, при температуре ниже 20° поправку берут со знаком минус на 0,2° ареометра. Расхождения между повторными определениями плотности молока в одной и той же пробе должно быть не более 0,5°А.

Показатель плотности используется для пересчета молока, выраженного в килограммах, в литры и наоборот. Пересчет производят по специальным таблицам. Если нет таблиц, то для пересчета пользуются показателем средней плотности молока, или фактической плотностью пересчитываемого молока. Литры переводят в килограммы путем умножения количества молока на плотность, а килограммы в литры – делением количества молока на плотность.

Пример: 90 кг перевести в литры. Плотность его равняется 1,030.

90:1,030=87,38 л

95 л молока перевести в килограммы:

95^х1,30=97,85 кг.

Дата добавления: 2015-06-26